Valeria Garbin

Fundamenteel onderzoek naar vloeistofdynamica gericht op duurzame ontwikkeling

Vloeistofdynamica staat centraal in een groot aantal systemen met een breed spectrum aan schalen, van levende organismen tot chemische reactoren en het klimaat. Een overkoepelende uitdaging voor de moderne vloeistofdynamica is om voort te bouwen op de vergelijking en validatie van experimentele, numerieke en theoretische beschrijvingen die in de afgelopen decennia zijn ontwikkeld, en deze kennis te benutten om voorspellingen en ontwerpen mogelijk te maken. Deze paradigmaverschuiving vereist ook integratie van vloeistofdynamica met andere disciplines om steeds realistischere en toepassingsrelevantere problemen aan te pakken. In complexe vloeistoffen en systemen met zachte materie kunnen de interacties van druppeltjes, cellen of kleine deeltjes in een stroming de macroscopische eigenschappen en prestaties van producten en processen volledig bepalen. Om een voorbeeld te noemen: voedingsmiddelen, huishoudelijke en persoonlijke verzorgingsproducten zijn vaak microgestructureerde vloeistoffen, die zijn ontworpen om de gewenste eigenschappen te vertonen - stabiliteit, houdbaarheid, prestatie - door het beheersen van hun samenstelling, interacties en stromingseigenschappen. Het vervangen van slechts één ingrediënt in een bestaand product kan de stromingseigenschappen ervan volledig wijzigen. Daarom kan de mogelijkheid tot voorspelling van de vloeistofdynamiek op microschaal van microgestructureerde vloeistoffen met meerdere componenten de vervanging van schadelijke of vervuilende ingrediënten helpen om veel sneller de duurzaamheidsdoelen te behalen. Door vloeistofdynamica te combineren met fysica van zachte materie en colloïd- en interfacewetenschap, kunnen we de stromingsverschijnselen van dergelijke complexe, microgestructureerde vloeistoffen en zachte materialen nauwkeurig begrijpen. Door precisie-experimenten te combineren met op deeltjes gebaseerde simulaties en analytische modellen, kunnen we de verandering in microstructuur van een complexe vloeistof of zacht materiaal koppelen aan zijn macroscopische eigenschappen en zijn prestaties in toepassingen. Fundamenteel onderzoek op het gebied van vloeistofdynamica zal nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen blijven opleveren, nieuwe toepassingen en oplossingen ondersteunen en uiteindelijk maatschappelijke impact mogelijk maken.

Voor meer informatie: garbinlab.org